生活中的物理_生活中的物理学
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第一章 自然现象中的物理知识
1.早晚的天空为什么是红色的?
泡泡的曲面使照射的太阳光折射并且分光,把阳光分成了7彩色。2.七彩的肥皂泡
泡泡的曲面使照射的太阳光折射并且分光,把阳光分成了7彩色。3.水往高处流
中国几千年留下来的俗语“水往低处流”是一条不变的真理。然而在不少的地方,就有着“水往高处流”的怪事。如中国有著名的沈阳北郊“怪坡”,加拿大有“磁力山”,美国有加州圣塔柯斯小镇郊外的森林。在这些神秘地带,树林向一个方向倾斜,物体倾斜落地。更神奇的是,物体可以自动向坡上运动,水往高处流。有时还会出现,人可沿直立绝壁向上走的怪事情。这些地现象明显违犯了牛顿的引力定律,令人费解。到底是怎么回事呢? 实际上这些神秘现象是由一种“垂直转向”的心理幻觉造成的。迷路,转向搞错了东南西北的现象我们都很熟悉,它是我们凭感觉人为的方位和实际方位偏离时产生的一种幻觉。“垂直转向”是在一定的情况下,我们认为的垂直方向显著的偏离了实际的垂直方向(重大的方向)。地球上的这些神秘地带,都是由一种“坡上坡”的环境之中,会发生“垂直转向”,这时神秘现象就会发生。也就是说,并不是真的水往高处流,人会沿绝壁向上走,只是我们的感觉错误而已。有时候我们以为头顶上是蓝蓝的天,却没想到却是结实的土地。我们可以试着来做一个实验,来制造一个可以让“水往高处流”的“怪坡”。这个怪坡除了要满足“怪坡”AB与“假水平面OX”的几何关系外,在“怪坡”的附近不能看见真正的水平面和垂直面(楼房,线杆等)。理想地点在山顶上,城市最高建筑物顶上,或者在地下。如在高处,真正的垂直参考物不见了,这时只要把你的地面搞成一斜面,在这个斜面上建一个
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与该斜面“坡向”一致“坡度角”很小的小斜坡,在这个小斜坡上,观察者就会看到水往高处流。4.植物生长过程中的物理知识
植物生长过程中,会吸收外界物质,转化为自身物质。举个例子:绿色植物生长,要进行光合作用,水,二氧化碳经叶绿体作用生成糖。
第二章 交通运输中的物理知识
汽车上的物理知识
一、力学方面
1、汽车的底盘质量都较大,这样可以降低汽车的重心,增加汽车行驶时的稳度。
2、汽车的车身设计成流线型,是为了减小汽车行驶时受到的阻力
3、汽车前进的动力——地面对主动轮的摩擦力(主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向相反)
4、汽车在平直路面匀速前进时——牵引力与阻力互相平衡,汽车所受重力与地面的支持力平衡
5、汽车拐弯时:①司机要打方向盘——力是改变物体运动状态的原因;②乘客会向拐弯的反方向倾倒——由于乘客具有惯性
6、汽车急刹车(减速)时,①司机踩刹车——力是改变物体运动状态的原因;②乘客会向车行方向倾倒――惯性;③司机用较小的力就能刹住车――杠杆原理;④用力踩刹车——增大压力来增大摩擦;⑤急刹车时,车轮与地面的摩擦由滚动变摩擦成滑动摩擦
7、不同用途的汽车的车轮还存在大小和个数的差异——这与汽车对路面的压强大小相关
8、汽车的座椅都设计得既宽且大,这样就减小了对坐车人的压强,使人乘坐舒服
9、汽车快速行驶时,车的尾部会形成一个低气压区,这是我们常常能在运动的汽车尾部看到卷扬的尘土形成原因
10、交通管理部门要求:①小汽车的司机和前排乘客必须系好安全带——这样可以防止惯性的危害;②严禁车辆超载——不仅仅减小车辆对路面的破坏,还有减小摩擦、惯性等;③严禁车辆超速——防止急刹车时,因反应距离和制动距离过长而造成车祸
11、简单机械的应用:①方向盘、车轮、开窗摇柄等都是轮轴,②调速杆,自动开关门装臵是杠杆
12、汽车爬坡时要调为低速:由P=Fv,功率一定时,降低速度,可增大牵引力
13、关于速度路程,时间的计算问题;参照物与运动状态的描述问题
14、认识限速,里程,禁鸣等标志牌,了解其含义
二、声学方面
1、汽车喇叭发声要响,发动机的声音要尽量消除(发动机上装配消音器)――这是在声源处减弱噪声
2、为减轻车辆行驶时的噪声对道旁居民的影响,在道旁设臵屏障或植树――可以在传播过程中减弱噪声
3、喇叭发声:电能――机械能
三、热学方面
1、汽车发动机常用柴油机或汽油机——它们是内燃机——利用内能来做功
2、发动机外装有水套,用循环流动的水帮助发动机散热——水的比热容大
3、冬天,为防冻坏水箱,入夜时要排尽水箱中的水――防止热胀冷缩的危害
4、小汽车的后窗玻璃板中嵌有一道道的电热丝——它可以防止车内形成的雾气附着于玻璃上并凝结
5、刚坐进汽车或有汽车从你身旁驶过时,会闻到浓浓的汽油味——扩散现象
6、空调车车窗玻璃设计成双层的――防止传热
7、环保汽车使用气体燃料,可减小对大气的污染
四、电学方面
1、汽车的发动机常用低压电动机起动:电动机是根据磁场对电流的作用的道理制成的,工作时把电能转化为机械能。
2、汽车电动机(汽车电机)常用车载电瓶(蓄电池)供电,汽车运行过程中可以利用的车轮带动车载发电机发电,给蓄电池充电。给蓄电池充电时,电能转化为化学能储存起来,此时蓄电池是用电器;用蓄电池给电动机供电时,化学能转化为电能,此时蓄电池才是电源
3、车载蓄电池还被用来为汽车上配装的空调、电扇、收录机、CD机及各种用途的电灯供电,方便地电能转化为机械能、声能、光能等等
4、油罐车的尾部通常要挂一条铁链直达路面,这样做有利于使运输过程中因颠簸而产生的电荷迅速传到大地上,避免因静电放电而带来灾难
5、车灯发光:电能――光能
五、光学方面
1、汽车旁的观后镜,交叉路口的观察镜用的都是凸面镜,可以开阔视野
2、汽车在夜间行驶时,车内一般不开灯,这样可防止车内乘客在司机前的挡风玻璃上成像,干扰司机正确判断
3、汽车前的挡风玻璃通常都不直立(底盘高大的车除外),这是因为挡风玻璃相当于平面镜车内物体易通过它成像于司机面前,影响司机的判断
4、汽车尾灯灯罩:角反射器可将射来的光线反回,保证后面车辆安全
5、汽车头灯:凹面镜反射原理,近距光灯丝在焦点附近,远距光灯丝在焦点上
自行车上的物理知识
自行车是我们日常生活中一种普遍的交通工具,常见的有普通载重自行车、轻便自行车、山地自行车、童车、赛车、电动自行车等。它结构简单,方便实用,在其中涉及到很多物理知识,包括杠杆、轮轴、摩擦、压强、能量的转化等力学、热学及光学知识,下面具体来分析一下。
一、力学知识
1、摩擦方面
(1)自行车车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车块处均刻有一些花纹,增大接触面粗糙程度,增大摩擦力。
(2)车轴处经常上一些润滑油,以减小接触面粗糙程度,来减小摩擦力。(3)所有车轴处均有滚珠,变滑动摩擦为滚动摩擦,来减小摩擦,转动方便。(4)刹车时,需要纂紧刹车把,以增大刹车块与车圈之间的压力,从而增大摩擦力,(5)紧蹬自行车前进时,后轮受到的摩擦力方向向前,是自行车前进的动力,前轮受到的摩擦力方向向后,是自行车前进的阻力;
自行车靠惯性前进时,前后轮受到的摩擦力方向均向后,这两个力均是自行车前进的阻力。
2、压强方面
(1)一般情况下,充足气的自行车轮胎着地面积大约为
S=2×10Cm×5cm=100×cm2,当一普通的成年人骑自行车前进时,自行车对地面的压力大约为F=(500N+150N)=650N,可以计算出自行车对地面的压强为6。5×104Pa。
(2)在车轴拧螺母处要加一个垫圈,来增大受力面积,以减小压强。(3)自行车的脚踏板做得扁而平,来增大受力面积,以减小它对脚的压强,(4)自行车的内胎要充够足量的气体,在气体的体积、温度一定时,气体的质
量越大,压强越大。
(5)自行车的车座做得扁而平,来增大受力面积,以减小它对身体的压强。
3、轮轴方面
(1)自行车的车把相当于一个轮轴,车把相当于轮,前轴为轴,是一个省力杠杆,如图3所示。
(2)自行车的脚踏板与中轴也相当于一个轮轴,实质为一个省力杠杆。(3)自行车的飞轮也相当于一个省力的轮轴。
4、杠杆方面
自行车的刹车把相当于一个省力杠杆。
5、惯性方面
(1)当人骑自行车前进时,停止蹬自行车后,自行车仍然向前走,是由于它有惯性。
(2)当人骑自行车前进时,若遇到紧急情况,一般情况下要先捏紧后刹车,然后再捏紧前刹车,或者前后一起捏紧,这样做是为了防止人由于惯性而向前飞出去。
6、能量转化方面
(1)当人骑自行车下坡时,速度越来越快,是由于下坡时人和自行车的重力势能转化为人和自行车的动能。
(2)当人骑自行车上坡之前要紧蹬几下,目的是增大速度,来增大人和自行车的动能,这样上坡时动能转化为重力势能,能上得更高一些。
(3)自行车的车梯上挂有一个弹簧,在它弹起时,弹簧的弹性势能转化为动能,车梯自动弹起。
7、声学方面
自行车的金属车钤发声是由于铃盖在不停的振动,而汽笛发声是由于汽笛内的气体不断的振动而引起的。
8、齿轮传动方面
线速度和角速度的关系,如图5所示,设齿轮边缘的线速度为v,齿轮的半径为R,齿轮转动的角速度为ω,则有v = ωR。
二、热学知识
在夏天自行车轮胎内的气体不能充得太足,是为了防止自行车爆胎,因为对于质量、体积一定的气体,当温度越高,压强越大,当压强达到一定程度时,若超过了轮胎的承受能力,就会发生爆胎的情况。
三、光学知识
在日常生活中,自行车的后面都装有一个反光镜,它的设计很巧妙,组它是由三个相互垂直的平面镜组成一个立体直角,用其内表面作为反射面,这叫角反射器。当有光线从任意角度射向尾灯时,它都能把光“反向射回”,当光线射向反光镜时,会使后面的人很容易看到。在夜间,当汽车灯光照到它前方的自行车尾灯上,无论入射方向如何,反射光都能反射到汽车上,其光强远大于一般的漫反射光,就如发光的红灯,足以让汽车的司机观察到。
四、电学方面
在有些自行车上装有小型的发电装臵,它利用摩擦转动,就像我们在实验室中看到的手摇发电机一样,发出的电能供给车灯工作,起到一定的照明作用 跳车时,向哪个方向跳更安全?
遇到交通意外,跳车逃生时,向后跳比较安全——遇到这么紧急的情况,生死攸关,千万不能做错决定。假如你决定朝车子行驶的方向逃出去的话会很危险,因为离开车子的身体会遵守“惯性法则”,随着车子的速度向前,身体会加速,然后狠狠地摔在地上。如果向后方跳的话,速度会相对抵消,着地时会减少一些撞击。此外,向前跳的话,着地的时候,身体会向后仰,后脑撞到地的危险性较大,死亡率亦较高。遇到交通意外,跳车逃生时,向后跳比较安全——遇到这么紧急的情况,生死攸关,千万不能做错决定。
为什么停车信号用红色
我们知道,光线通过空气时会发生散射,对于相同的媒质来说,光线的波长越短,散射作用越强,光线的波长越长,散射作用就越弱。
在所有的可见光中,红光的波长是最长的,它约为紫光的1.7倍,所以空气对红光的散射作用最弱,它可以传得较远。特别是在下雨或大雾的天气里,空气的透明度大大降低,这种作用就更为明显。
用红色信号灯作为停车信号,可以使司机在比较远的地方看到信号,制动车子,减速慢行;如果司机在近处才看见停车信号,由于车的惯性作用是停不住的,极易发生危险。另外,红色会引起人的视神经细胞的扩展反应,是一种使人兴奋的扩张色,所以红色信号灯比较醒目,这也便于提醒司机及早刹车,防止事故发生。
红色信号灯不仅可以作为停车信号,还可以作为各种危险、警示信号。比如,在城市的某些高大建筑物的顶上常要装设红灯,这 一盏盏的红灯可以保障夜航飞机的飞行安全,防止撞机事故的发生。另外,还可以作为公安消防部门的标志。
第三章 日常生活中的物理知识
被电吸住了吗?
在我们的生活中,电随处不在,我们的生活也离不开电。“哎呀!”爸爸叫着。“怎么了怎么了?”妈妈听到后赶紧跑来,“你都已经是个大人了,怎么还是这么不小心?”我也跑来了,一看,原来是爸爸被电到了。“我感觉好像被吸住了!”爸爸叫到。我听了,就连忙对电展开了研究。我们都知道,不论是否存在电流,一般在导线或电器中的正、负电荷的电量是相等的,对外的静电作用相互抵消。即使局部地方偶尔出现少许正、负电荷但不相等,其静电引力也微不足道。如果真有较大的引力,那么用手去移动台灯引线,即使不被“吸”住,至少也会明显感到这种“吸”力。高压裸线则会“吸住”大量尖土从而形成粗长的尘土柱。事实上,这些现象都没出现。但是问题出了,人手触电时,为什么有时不能把手抽回?来难道不想抽回来?显然是被吸隹了抽不回来。对这一问题可用电流的生理效应来解释。人手触电时,由于电流的刺激,手会由痉挛到麻痹。即使发出抽回手的指令无奈手已无法执行这一指令了。调查表明,绝大多数触电死亡者,都是手的掌心或手指与掌心的同侧部位触电。刚触电时,手因条件反射而弯曲,而弯曲的方向厂恰使手不自觉地握住了导线。这样,加长了触电时间,手很快地痉挛以致麻痹。这时即使想到应松开手指、抽回手臂,也不可能了,这种情形就像被“吸住”了。如若触电时间再长一点,人的中枢神精都已麻痹,此时更不会抽手了,如手的背面触电,对一般的民用电,则不容易导致死亡,有经验的电工为了判断用电器是否漏电而手边又无电笔,有时就用食指指甲一面去轻触用电器外壳。若漏电,则食指将因条件反向而弯曲,弯曲的方向又恰是脱离用电器的方向。这样,触电时间很短,不致有危险。当然,电压很高,这样做也会发生危险。我们只是阐明一个道理,小朋友们可千万不要模仿啊!通过这次研究,我知
道了:在触电时要怎样采取措施。你们知道了吗? 用电风扇扇凉时,周围的气温低了吗?
因为电风扇加快了空气的流动,加快了你身体上汗液的蒸发。别看你平时不出汗,其实你皮肤上都是有分泌汗液的,只是你看不到而已,周围的气温并没有低。
如何判断浴室中冷、热水管?
水管上有汽水的是冷水管,因为蒸汽遇冷凝结成水。人靠什么走路?
听了这个问题,有的人会觉得好笑。人只要有气力,抬腿,迈步,不就可以往前走了吗?而事实上,问题并不那么简单。请你试一个动作:挺直身体,背贴着墙站在地上。把一只脚抬起来,向前迈步,只要身体不离开墙壁,这只脚是跨不出去的。如果抬起来的脚向前迈出去一步,那末,回头一望,身体已经离开墙壁。这说明,身体向前移动了。
人身体向前移动的时候,一定依靠了一种外力。或者说,是这种力推着人前进的。如果这种外力比较小,走路就会遇到困难,比如,在光滑的冰面上,人们就不敢迈大步,而只能小心翼翼地挪动双脚。
现在,请你回答,后脚蹬了一下地。从物理的角度来分析,那是人体给了地面一个向后的力,与此同时,地面也给了人体一个向前的力。正是这个力把人体向前推了一下。脚蹬地面,这是作用力;地面给人体一个向前的力,这是反作用力。这个反作用力表现为摩擦力。
在一般情况下,作用力和反作用力正好相等,因此,我们走路并不觉得困难。可是,人在冰面上走,冰面过于光滑,给人的摩擦力要小得多。这样,如果你仍然像在地面上走路那样使劲,向后蹬的力与摩擦力不平衡,后脚要向后滑,人就会跌跤。为什么拉车比推车省力?
如果同样的力。一般拉车很少水平用力,都稍微向上,这样,你拉车的力可以分解为水平力和向上的力,向上的力使车子减轻重量,一般推车也很少用水平力,一般都稍微向下,你推车的力可以分解为水平力和向下的力,向下的力使车子变重,所以感觉吃力一些。电灯泡为什么成梨型
科学家们根据气体对流是自下而上的特点,在灯泡内充有少量惰性气体,并把灯泡做成梨形。这样,灯泡内的惰性气体对流时,金属钨蒸发时的黑色微粒大部分被气体卷到上方,着在灯泡的颈部,便可保持玻璃透明,使灯泡亮度不受影响。
“开水不响,响水不开”?
因为烧水是底部加热,当水将要开的时候,下面被直接加热的地方水已经达到沸点气化了,而当蒸汽形成的气泡在上升过程中遇到上方还没达到沸点的水时又凝结成水了。
水从液态到气态的过程中体积膨胀一千多倍,液化时又缩小回去了。于是水振动发出响声。
当整壶水全部加热至烧开的时候,气泡上升不会再凝结了,一直上升至水面才破裂。水泡破裂的声音就是很小的。
第四章 厨房中的物理知识利用物理知识解释这些现象如下
一、与电学知识有关的现象
1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能,都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的。
2、排气扇(抽油烟机)利用电能转化为机械能,利用空气对流进行空气变换。
3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头,插入三孔插座,防止用电器漏电和触电事故的发生。
4、微波炉加热均匀,热效率高,卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能,再将电磁能转化为内能。
5、厨房中的电灯,利用电流的热效应工作,将电能转化为内能和光能。
6、厨房的炉灶(蜂窝煤灶,液化气灶,煤灶,柴灶)是将化学能转化为内能,即燃料燃烧放出热量。
二、与力学知识有关的现象
1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器,水面总是相平的。
2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积,增大压强。
3、菜刀的刀刃有油,为的是在切菜时,使接触面光滑,减小摩擦。
4、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹,使接触面粗糙,增大摩擦。
5、火铲送煤时,是利用煤的惯性将煤送入火炉。
6、往保温瓶里倒开水,根据声音知水量高低。由于水量增多,空气柱的长度减小,振动频率增大,音调升高。
7、磨菜刀时要不断浇水,是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加,温度升高,刀口硬度变小,刀口不利;浇水是利用热传递使菜刀内能减小,温度降低,不会升至过高。
三、与热学知识有关的现象
(一)与热学中的热膨胀和热传递有关的现象
1、使用炉灶烧水或炒菜,要使锅底放在火苗的外焰,不要让锅底压住火头,可使锅的温度升高快,是因为火苗的外焰温度高。
2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。
3、炉灶上方安装排风扇,是为了加快空气对流,使厨房油烟及时排出去,避免污染空间。
4、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体,烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。
5、往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。
6、炒菜主要是利用热传导方式传热,煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的。
7、冬季从保温瓶里倒出一些开水,盖紧瓶塞时,常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为随着开水倒出,进入一些冷空气,瓶塞塞紧后,进入的冷空气受热很快膨胀,压强增大,从而推开瓶塞。
8、冬季刚出锅的热汤,看到汤面没有热气,好像汤不烫,但喝起来却很烫,是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失(水分蒸发)。
9、冬天或气温很低时,往玻璃杯中倒入沸水,应当先用少量的沸水预热一下杯子,以防止玻璃杯内外温差过大,内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力,致使杯破裂。
10、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。
(二)与物体状态变化有关的现象
1、液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的;使用时,通过减压阀,液化气的压强降低,由液态变为气态,进入灶中燃烧。
2、用焊锡的铁壶烧水,壶烧不坏,若不装水,把它放在火上一会儿就烧坏了。这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏。若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就烧坏了。
3、烧水或煮食物时,喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量(液化热)。
4、用砂锅煮食物,食物煮好后,让砂锅离开火炉,食物将在锅内继续沸腾一会儿。这是因为砂锅离开火炉时,砂锅底的温度高于100℃,而锅内食物为100℃,离开火炉后,锅内食物能从锅底吸收热量,继续沸腾,直到锅底的温度降为100℃为止。
5、用高压锅煮食物熟得快些。主要是增大了锅内气压,提高了水的沸点,即提高了煮食物的温度。
6、夏天自来水管壁大量“出汗”,常是下雨的征兆。自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏,而是自来水管大都埋在地下,水的温度较低,空气中的水蒸气接触水管,就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”,说明空气中水蒸气含量较高,湿度较大,这正是下雨的前兆。
7、煮食物并不是火越旺越快。因为水沸腾后温度不变,即使再加大火力,也不能提高水温,结果只能加快水的汽化,使锅内水蒸发变干,浪费燃料。正确方法是用大火把锅内水烧开后,用小火保持水沸腾就行了。
8、冬天水壶里的水烧开后,在离壶嘴一定距离才能看见“白气”,而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。
9、油炸食物时,溅入水滴会听到“叭、叭”的响声,并溅出油来。这是因为水的沸点比油低,水的密度比油大,溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾,产生的气泡上升到油面破裂而发出响声。
10、当锅烧得温度较高时,洒点水在锅内,就发出“吱、吱”的声音,并冒出大量的“白气”。这是因为水先迅速汽化后又液化,并发出“吱、吱”的响声。
11、当汤煮沸要溢出锅时,迅速向锅内加冷水或扬(舀)起汤,可使汤的温度降至沸点以下。加冷水,冷水温度低于沸腾的汤的温度,混合后,冷水吸热,汤放热。把汤扬起的过程中,由于空气比汤温度低,汤放出热,温度降低,倒入锅内后,它又从沸汤中吸热,使锅中汤温度降低。
(三)与热学中的分子热运动有关的现象
1、腌菜往往要半月才会变咸,而炒菜时加盐几分钟就变咸了,这是因为温度越高,盐的离子运动越快的缘故。
2、长期堆煤的墙角处,若用小刀从墙上刮去一薄层,可看见里面呈黑色,这是因为分子永不停息地做无规则的运动,在长期堆煤的墙角处,由于煤分子扩散到墙内,所以刮去一层,仍可看到里面呈黑色。
我们在日常生活、生产中只要细心观察身边的物理现象,联系到我们学过的物理知识,去分析和解释这些现象,就能够提高观察、分析及解决物理问题的能力。
我们在厨房里,若留心看一下其中的炉灶、器皿以及做饭、炒菜中出现的一些现象,定会发现很多处要用到物理知识。
一、热凉粥或冷饭时,锅内发出”扑嘟、扑嘟”的声音,并不断冒出气泡来,但一尝,粥或饭并不热,这是为什么?
把凉粥或饭烧热与烧开水是不一样的。虽然水是热的不良身体,对热的传导速度很慢,但水具有很好的流动性。当锅底的水受热时,它就要膨胀,密度减小就上浮,周围的凉水就流过来填补,通过这种对流,就把锅底的热不断地传递到水的各部分而使水变热。而凉粥或饭,既流动性差又不易传导热。所以,当锅底的粥或饭吸热后,温度就很快上升,但却不能很快地向上或四周流动,大量的热就集中在锅底而将锅底的粥烧焦。因热很难传到粥的上面,所以上面的粥依然是凉的。加热凉粥或饭时,要在锅里多加一些水,使粥变稀,增强它的流动性。此外,还要勤搅拌,强制进行对流,这样可将粥进行均匀加热。
二、用砂锅煮肉或烧汤时,当汤水沸腾后从炉子上拿下来,则汤水仍会继续沸腾一段时间,而铁、铝锅却没这种现象,这是为什么?
因为砂锅是陶土烧制成的,而非金属的比热比金属大得多,传热能力比金属差得多。当砂锅在炉子上加热时,锅外层的温度大大超过100℃,内层温度略高于100℃。此时,锅吸收了很多热量,储存了很多热能。将砂锅从炉子上拿下来后,远高于100℃的锅的外层就继续向内层传递热量,使锅内的汤水仍达到100℃而能继续沸腾一段时间,铁、铝锅就不会出现这种现象(其原因请同学们自己分析)。
三、炒肉中的“见面熟”。逢年过节,人们总要炒上几个肉菜,那么怎样爆炒肉片呢?
若将肉片直接放入热油锅里去爆炒,则瘦肉纤维中所含的水分就要急剧蒸发,致使肉片变得干硬,甚至于会将肉炒焦炒糊,大大失去鲜味。为把肉片爆炒得好吃,师傅们往往预先将肉片拌入适量的淀粉,则肉片放到热油锅里后,附着在肉片外的淀粉糊中的水分蒸发,而肉片里的水分难以蒸发,仍保持了原来肉的鲜嫩,还减少了营养的损失,肉又熟得快即“见面熟”。用这种方法炒的肉片,既鲜嫩味美,又营养丰富。
四、冻肉解冻用什么方法最好?从冰箱里取出冻肉、冻鸡,如何将其解冻呢?
用接近0℃的冷水最好。因为冻肉温度是在0℃以下,若放在热水里解冻,冻肉从热水中吸收热量,其外层迅速解冻而使温度很快升到0℃以上,此的肉层之间便有了空隙,传递热的本领也就下降,使内部的冻肉不易再吸热解冻而形成硬核。若将冻肉放在冷水中,则因冻肉、冻鸡吸热而使冷水温度很快降到0℃且部分水还会结冰。因1克水结成冰可放出80卡热量(而1克水降低1℃只放出1卡热量),放出的如此之多的热量被冻肉吸收后,使肉外层的温度较快升高,而内层又容易吸收热量,这样,整块肉的温度也就较快升到0℃。如此反复几次,冻肉就可解冻。从营养角度分析,这种均匀缓慢升温的方法也是科学的。
第五章 民谚、俗语、古诗中的物理知识
在日常生活中,我们经常会接触到一些民谚、俗语,这些民谚、俗语蕴含着丰富的物理知识,我们平时如果注意分析、了解一些民谚、俗语,就可以在实际生活中深化知识,活化知识,这对培养我们分析问题、解决问题的能力是大有帮助的。下面列举几例:
1、小小称砣压千斤——根据杠杆平衡原理,如果动力臂是阻力臂的几分之一,则动力就是阻力的几倍。如果称砣的力臂很大,那么“一两拨千斤”是完全可能的。
2、破镜不能重圆——当分子间的距离较大时(大于几百埃),分子间的引力很小,几乎为零,所以破镜很难重圆。
3、摘不着的是镜中月 捞不着的是水中花——平面镜成的像为虚像。
4、人心齐,泰山移——如果各个分力的方向一致,则合力的大小等于各个分力的大小之和。
5、麻绳提豆腐--提不起来——在压力一定时,如果受力面积小,则压强就大。
6、真金不怕火来炼,真理不怕争辩——从金的熔点来看,虽不是最高的,但也有1068℃,而一般火焰的温度为800℃左右,由于火焰的温度小于金的熔点,所以金不能熔化。
7、月晕而风,础润而雨——大风来临时,高空中气温迅速下降,水蒸气凝结成小水滴,这些小水滴相当于许多三棱镜,月光通过这些“三棱镜”发生色散,形成彩色的月晕,故有 “月晕而风”之说。础润即地面反潮,大雨来临之前,空气湿度较大,地面温度较低,靠近地面的水汽遇冷凝聚为小水珠,另外,地面含有的盐分容易吸附潮湿的水汽,故地面反潮预示大雨将至。
8、长啸一声,山鸣谷应——人在崇山峻岭中长啸一声,声音通过多次反射,可以形成洪亮的回音,经久不息,似乎山在狂呼,谷在回音。
9、但闻其声,不见其人——波在传播的过程中,当障碍物的尺寸小于波长时,可以发生明显的衍射。一般围墙的高度为几米,声波的波长比围墙的高度要大,所以,它能绕地高墙,使墙外的人听到;而光波的波长较短(10-6米左右),远小于高墙尺寸,所以人身上发出的光线不能衍射到墙外,墙外的人就无法看到墙内人。
10、开水不响,响水不开——水沸腾之前,由于对流,水内气泡一边上升,一边上下振动,大部分气泡在水内压力下破裂,其破裂声和振动声又与容器产生共鸣,所以声音很大。水沸腾后,上下等温,气泡体积增大,在浮力作用下一直升到水面才破裂开来,因而响声比较小。
11、猪八戒照镜子--里外不是人——根据平面镜成像的规律,平面镜所成的像大小相等,物像对称,因此猪八戒看到的像和自已“一模一样”,仍然是个猪像,自然就“里外不是人了”。
12、水火不相容——物质燃烧,必须达到着火点,由于水的比热大,水与火接触可大量吸 收热量,至使着火物温度降低;同时汽化后的水蒸气包围在燃烧的物体外面,使得物体不可能和空气接触,而没有了空气,燃烧就不能进行。
13、洞中方一日,世上已千年——根据爱因斯坦的相对论,在接近光速的宇宙飞船中航行,时间的流逝会比地球上慢得多,在这个“洞中”生活几天,则地球上已渡过了几年,几十年,甚至几百年,几千年。
14、千里眼,顺风耳——人们利用电磁波传送声音和图像信号,使古代神话中的“千里眼,顺风耳”变为现实。并且人类的视野已远远超过了“千里”。
15、坐地日行八万里——由于地球的半径为6370千米,地球每转一圈,其表面上的物体“走”的路程约为40003.6千米,约8万里。这是毛泽东吟出的诗词,它还科学的揭示了运动和静止关系——运动是绝对的,静止总是相对参照物而言的。
16、釜底抽薪——液体沸腾有两个条件:一是达到沸点,二是继续吸热。如果“抽薪”以后,便能制止液体沸腾。
17、墙内开花墙外香——由于分了在不停的做无规则的运动,墙内的花香就会扩散到墙外。
18、坐井观天 所见甚少——由于光沿直线传播,由几何作图知识可知,青蛙的视野将很小。
19、如坐针毡——由压强公式可知,当压力一定时,如果受力面积越小,则压强越大。人坐在这样的毡子上就会感觉极不舒服。
20、瑞雪照丰年——下到地上的雪有许多松散的空隙,里面充满着不流动的空气,是热的不良导体,当它覆盖在农作物上时,可以很好的防止热传导和空气对流,因此能起到保温作用。
21、霜前冷,雪后寒——在深秋的夜晚,地面附近的空气温度骤然变冷(温度低于0℃以下),空气中的水蒸气凝华成小冰晶,附着在地面上形成霜,所以有“霜前冷”的感觉。雪熔化时要需吸收热量,使空气的温度降低,所以我们有“雪后寒”的感觉。
22、一滴水可见太阳,一件事可见精神——一滴水相当于一个凸透镜,根据凸透镜成像的规律,透过一滴水可以有太阳的像,小中见大。
23、鸡蛋碰石头——自不量力——鸡蛋碰石头,虽然力的大小相同,但每个物体所能承受的压强一定,超过这个限度,物体就可能被损坏。鸡蛋能承受的压强小,所以鸡蛋将破裂。
24、纸里包不住火——纸达到燃点就会燃烧。
25、有麝自然香,何须迎风扬——气体的扩散现象。
26、玉不琢不成器——玉石没有研磨之前,其表面凸凹不平,光线发生漫反射,玉石研磨以后,其表面平滑,光线发生镜面反射。
27、扇子有凉风,宜夏不宜冬——夏天扇扇子时,加快了空气的流动,使人体表面的汗液蒸发加快,由于蒸发吸热,所以人感到凉快。
28、人往高处走,水往低处流——水往低处流是自然界中的一条客观规律,原因是水受重力影响由高处流向低处
29、水缸出汗,不用挑担——水缸中的水由于蒸发,水面以下部分温度比空气温度低,空气中的水蒸气遇到温度较低的外表面就产生了液化现象,水珠附在水缸外面.晴天时由于空气中水蒸气含量少,虽然也会在水缸外表面液化,但微量的液化很快又蒸发了,不能形成水珠.而如果空气潮湿,水蒸发就很慢,水缸外表面的液化大于汽化,就有水珠出现了.空气中水蒸气含量大,降雨的可能性大,当然不需要挑水浇地了。
30、下雪不寒化雪寒——雪是高空中的水蒸气凝华或水滴凝固形成的,凝华、凝固都是放热过程,化雪是融化过程,要吸热。
31、雪落高山,霜降平原——下雪天,高山气温低于山下平地气温,下到高山的雪不易融化,而下到平地的雪易及时融化.所以下同样的雪,高山上比平地多.霜是地面上的水蒸气遇冷凝华的结果,山下平地表面上的水蒸气比高山上多,故平地易掺禂霜,而高山不易形成霜。
32、冰冻三尽,非一日之寒——水的温度在0℃~4℃之间是热缩冷胀,4℃时水的密度最大.当整个水温都降到4℃时,水的对流停止.气温继续下降时,上层水温降到 4℃以下,密度减小不再下沉,底层水温仍保持4℃,上层水温降到0℃并继续放热时,水面开始结冰.由于水和冰是热的不良导体,光滑明亮的冰面又能防止幅射,因此,热传递的三种方式都不易进行,冰下的水放热极为缓慢,结成厚厚的冰,当然需要很长时间的天寒。
2133、火场之旁,必有风生——火场附近的空气受热膨胀上升,远处的冷空气必将来填充,冷热空气的流动形成风。
34、一石击破水中天——平静的水面如一块平面镜,可看到天的像,石块投入水中破坏了平静的水面,形成层层水波,水中天的像也就被击破了。
35、瞎子点灯白费蜡——人们能看到世上万事万物,是因为太阳光或用来照明的光照射在物体上被物体反射后的光线进入人眼,反射光线进入不了瞎子眼中,所以瞎子看不见物体。
36、早虹雨滴滴,晚虹晒脸皮——我国的降雨云大都是由西向东移动的,早晨看到的虹,是东方射来的太阳光照在西方的天空降雨层的水滴上形成的西虹,显然,西虹是本地天气将要降雨的预示.相反,傍晚看到的虹是西方射来的阳光照在东方天空降雨层的水滴上而形成的东虹,它预示着西方天空已没有降雨云了,天气必然是晴朗的。
37、朝霞不出门,晚霞走千里——(参考上则)
38、虹高日头低,早晚披蓑衣——当“日头低”时,太阳光线和地平线是非常接近的,这时出现虹,虹心必然亦接近地平线,在地面上可以看到虹的半个圆弧.若此时空气中水滴很多,分布的空间很广,那么除了可以看到虹外,还可以看到霓,霓顶的半圆弧比虹高且接近天顶,也预示着降雨云已经移近天顶,本地很快就有暴雨下降。
39、照相的底片——颠倒黑白——照相机是应用物体放在凸透镜两倍焦距以外,成倒立缩小的实像原理制成的,故照相底片上的像与人是颠倒的.底片上涂有感光剂,人照相时,由于浅色部位反射光的能力强,反射光进入相机的暗箱与底片上的感光剂发生了光化作用,而深色部位由于吸收光的能力强,只有很少的反射光射入底片.这样浅色部位在胶片上感光强,深色部位感光弱.胶片冲洗时,感光弱的部位的感光剂基本冲洗掉,所以呈浅色,而感光强的部位由于发生了光化反应冲不掉,所以呈深色。
2240、水银落地——无孔不入——水银的密度大于组成地面各物质的密度,水银又具有流动性,故它总是沉在其它物质的下面。
第六章 对联中的物理知识
杯中冰水、水结冰冰温未升 盘内水冰、冰化水水温不降 折射、反射、全反射射射有一定之规 透镜、面镜、平面镜镜镜成万物之象 上联:高阻低阻压异流不异,下联:大流小流阻同压非同。横批:欧姆定律
上联:两球落斜塔双音一响 下联:八马拉半球一声双分 横批:学史探奇
上联:惯性定律非惯性描写运动状态 下联:动量守恒有动量研究系统问题 横批:弄清实质
上联:盘中冰水水冻冰温未降 下联:杯内水冰冰化水位不升 横批:说明原因
上联:煤上楼,势能增,煤燃尽,势能去何处 下联:冰破管,动能大,冰出头,动能来哪方 横批:能量守恒
“水底日为天上日;眼中人是面前人。”
(一)斜面长、长斜面面长不费力/ 滑轮动、动滑轮轮动难省力
(二)杯中冰水、水结冰冰温未升/ 盘内水冰、冰化水水温不降
(三)折射、反射、全反射射射有一定之规/ 透镜、面镜、平面镜镜镜成万物之象。
第七章 成语中的物理知识
1.绳锯木断(摩擦力)2.水滴石穿(摩擦力)3.杯弓蛇影(平面镜成像)4.烟消云散(扩散现象)5.余音绕梁(回声)6.镜花水月(平面镜成像)7.海市蜃楼(折射)8.五彩缤纷(色散)9.扬汤止沸(沸腾条件 10.釜底抽薪(沸腾条件)11.蒸蒸日上(蒸发)12.震耳欲聋(声音的产生 13.惊天动地(声音的产生 14.振聋发聩(声音的产生)15.此起彼伏(波动)16.白驹过隙(速度)17.风驰电掣(速度)18.热气腾腾(热学)19.以卵击石(力的相互)20.尺有所短 寸有所长(刻度尺)
第八章 航空中的物理知识
神舟飞船
神舟飞船是中国自行研制,具有完全自主知识产权,达到或优于国际第三代载人飞船技术的飞船。神舟号飞船是采用三舱一段,即由返回舱、轨道舱、推进舱和附加段构成,由13个分系统组成。神舟号飞船与国外第三代飞船相比,具有起点高、具备留轨利用能力等特点。神舟系列载人飞船由专门为其研制的长征二号F火箭发射升空,发射基地是酒泉卫星发射中心,回收的地点在内蒙古中部的草原上。“长征”二号F火箭
长征二号F运载火箭(CZ-2F)是在长征二号捆绑运载火箭的基础上,按照发射载人飞船的要求,以提高可靠性确保安全性为目标研制的运载火箭。火箭由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔组成,是目前我国所有运载火箭中起飞质量最大、长度最长的火箭。
中文名长征二号F型运载火箭
外文名The Long March two F carrier rocket 用 途发射载人飞船、目标飞行器 制造商中国运载火箭技术研究院(CALT)制造国家中华人民共和国 高 度52米(203英尺)直 径3.35米 质 量464吨 级 数2 有效载荷-LEO8,400千克(19,000磅)现 况现役
发射场酒泉卫星发射中心(JSLC)总发射次数11 成功次数11 首次发射1999年11月20日 卫星的发射过程中涉及的问题
人造地球卫星的发射速度不得低于7.9km/s.(此速度是卫星的最小发射速度或绕地球飞行的最大速度,高中物理将系统解决.)
轨道倾角:航天器绕地球运行的轨道平面与地球赤道平面之间的夹角.按轨道倾角可将卫星运行轨道分为四类:
①顺行轨道:特征是轨道倾角小于90o,在这种轨道上的卫星,绝大多数离地面较近,高度仅为数百公里,故又称为近地轨道.我国地处北半球,要把卫星送入这种轨道,运载火箭要朝东南方向发射,这样能充分利用地球自西向东旋转的部分速度,从而可以节约发射能量,我国的“神舟”号试验飞船都是采用这种轨道发射的;
②逆行轨道:特征是轨道倾角大于90o,欲将卫星送入这种轨道运行,运载火箭需要朝西南方向发射.不仅无法利用地球自转的部分速度,而且还要付出额外能量克服地球自转部分的速度.即逆着地球的旋转方向发射耗能较多,因此除了太阳同步轨道外,一般不采用这种轨道发射;
③赤道轨道:特征是轨道倾角为0 o,卫星在赤道上空运行.这种轨道有无数条,但其中有一条相对地球静止的轨道,即地球同步卫星轨道.计算可知当卫星在赤道上空35786公里(即约为3.6×104公里)高处自西向东运行一周为23小时56分4秒(约为24小时),即卫星相对地表静止.从地球上看,卫星犹如固定在赤道上空某一点随地球一起转动.在同步卫星轨道上均匀分布3颗通信卫星即可以进行全球通信(为何?请同学们思考后做出解释)的科学设想早已实现.世界上主要的通信卫星都分布在这条轨道上;
④极地轨道:特点是轨道倾角恰好等于90o,它因卫星过南北两极而得名,在这种轨道上运行的卫星可以飞经地球上任何地区的上空(为何?请同学们思考后做出解释).
卫星的发射方式:
①直线发射就是一次送达,由于整个过程均要克服地球引力做功,且卫星处于动力飞行状态,需要消耗大量的燃料;
②变轨发射是先把卫星送到地球的大椭圆同步转移轨道,当卫星到达远地点(航天器绕地球运行的椭圆轨道上距地心最近的一点叫近地点,距地心最远的一点叫远地点)时,发动机点火对卫星加速,当速度达到沿大圆做圆周运动所需的速度时,飞船就不再沿椭圆轨道运行,而是沿圆周运动,这样飞船就实现了变轨,从而将卫星送入预定轨道.同步卫星一般都采用变轨发射.
第八章 趣味物理实验
1.烧不着的布条
找一块棉布条,用水淋湿,在中间部分滴上酒精,然后用手拿着布条的两端,把布条张开,用蜡烛的火焰烧有酒精的部分。有趣的现象出现了:在棉布条正对火焰的上方升起了火焰,好象烛焰穿过了布条。拿下布条一看,真奇怪,棉布条并没有烧焦。2.烟为什么迎着气流飘
找一根筷子和一个火柴盒,把筷子插到火柴盒里,再点上一支香。请你用一只手把火柴盒举起来,另一只手拿起那支点燃着的香(如图),香要放在火柴盒的前边。如果屋子里没有风,香冒出的烟柱是竖直向上的,这时候,你用嘴向着火柴盒吹出一股气流,奇怪!香放出来的烟柱居然迎着气流的方向,向着火柴盒的背后飘来了。这是怎么回事呢?
烟柱向火柴盒的背后飘,说明火柴盒背后的气体压强比较小,因而,周围的气体就向那里涌过去,烟柱也跟着飘过去了。用物理学来解释,就是:火柴盒背后形成了一个涡旋。
如果你用比较小的力气吹,吹出的气流速度很小,烟柱就不向火柴盒后边飘。只有用力吹气才会出现这种现象。这又说明一定速度的气流才能形成涡旋。
运动是相对的。气流吹到火柴盒上和火柴盒在空气里运动性质上是一样的。一个大方盒式的“面包车”在空气中快速行驶,它的背后便会形成涡旋,弄得尘土飞扬。3.水中的蜡烛
一、操作原理
与密度温度有关,水起到冷却作用,使靠近水的蜡烛不会融化,而中间的蜡烛不断向下燃烧。蜡烛燃烧形成的蜡液经水冷却后构成了一层很薄的外壁,蜡烛密度小融化时漂浮在上面,将水和火焰隔离开来,这样火焰遇水时就不会熄灭,而是继续燃烧。
二、制作方法
准备一根蜡烛 一个杯子 一瓶凉水 1将蜡烛固定在杯子中; 2将蜡烛点燃;
3在杯子中注入适量的水;
4过一会儿发现,尽管水面上的蜡烛已经渐渐燃尽,但是蜡烛的火焰却没有熄灭,仍然在水中继续燃烧。
三、创新之处
简单易操作,颠覆了常理,使物理产生神秘感,激发学生好奇心,提高学生自主学习的能力。
四、注意事项
蜡烛要低于杯口;倒水时要缓慢不要碰到燃烧的蜡烛;水要尽量凉。
4.趣味小实验
一、瓶内吹气球
思考:瓶内吹起的气球,为什么松开气球口,气球不会变小? 材料:大口玻璃瓶,吸管两根:红色和绿色、气球一个、气筒 操作:
1、用改锥事先在瓶盖上打两个孔,在孔上插上两根吸管:红色和绿色
2、在红色的吸管上扎上一个气球
3、将瓶盖盖在瓶口上
4、用气筒打红吸管处将气球打大
5、将红色吸管放开气球立刻变小
6、用气筒再打红吸管处将气球打大
7、迅速捏紧红吸管和绿吸管两个管口
8、放开红色吸管口,气球没有变小
讲解:当红色吸管松开时,由于气球的橡皮膜收缩,气球也开始收缩。可是气球体积缩小后,瓶内其他部分的空气体积就扩大了,而绿管是封闭的,结果瓶内空气压力要降低——甚至低于气球内的压力,这时气球不会再继续缩小了。
二、能抓住气球的杯子
思考:你会用一个小杯子轻轻倒扣在气球球面上,然后把气球吸起来吗? 材料:气球1~2个、塑料杯1~2个、暖水瓶1个、热水少许
流程:
1、对气球吹气并且绑好
2、将热水(约70℃)倒入杯中约多半杯
3、热水在杯中停留20秒后,把水倒出来
4、立即将杯口紧密地倒扣在气球上 5、轻轻把杯子连同气球一块提起 说明:
1、杯子直接倒扣在气球上,是无法把气球吸起来的。
2、用热水处理过的杯子,因为杯子内的空气渐渐冷却,压力变小,因此可以把气球吸起来 延伸:
小朋友,请你想一想还有什么办法可以把气球吸起来?
三、会吸水的杯子
思考:用玻璃杯罩住燃烧中的蜡烛,烛火熄灭后,杯子内有什么变化呢? 材料:玻璃杯(比蜡烛高)1个、蜡烛1支、平底盘子1个、打火机1个、水若干 操作:
1.点燃蜡烛,在盘子中央滴几滴蜡油,以便固定蜡烛 2.在盘子中注入约1厘米高的 3.用玻璃杯倒扣在蜡烛上
4.观察蜡烛燃烧情形以及盘子里水位的变化 讲解:
1.玻璃杯里的空气(氧气)被消耗光后,烛火就熄灭了 2.烛火熄灭后,杯子里的水位会渐渐上升
创造:
你能用排空的容器自动收集其它溶液吗?
四、会吃鸡蛋的瓶子
思考:为什么,鸡蛋能从比自己小的瓶子口进去? 材料:熟鸡蛋1个、细口瓶1个、纸片若干、火柴1盒 操作:
1、熟蛋剥去蛋壳。
2、将纸片撕成长条状。
3、将纸条点燃后仍到瓶子中。
4、等火一熄,立刻把鸡蛋扣到瓶口,并立即将手移开。讲解:
1、纸片刚烧过时,瓶子是热热的。
2、鸡蛋扣在瓶口后,瓶子内的温度渐渐降低,瓶内的压力变小,瓶子外的压力大,就会把鸡蛋挤压到瓶子内。
创造:当瓶子中气体的压力大于瓶子外面的压力时,瓶子会发生什么变化?
五、瓶子瘪了
思考:你能不用手,把塑料瓶子弄瘪吗? 材料:水杯2个、温开水1杯、矿泉水瓶1个 操作:
1.将温开水到入瓶子,用手摸摸瓶子,是否感觉到热。2.把瓶子中的温开水再倒出来,并迅速盖紧瓶子盖。3.观察瓶子慢慢的瘪了。讲解:
1.加热瓶子里的空气,使它压力降低。
2.由于瓶子外的空气比瓶子内的空气压力大,所以把瓶子压瘪了。创造:
如果瓶子里气体的压力比瓶子外空气的压力大,瓶子会变成生么样子?
六、会跳远的乒乓球
思考:乒乓球放在高脚杯中,你怎样吹气,球才会跳出杯子呢? 材料:高脚杯2个、乒乓球1个 操作:把两个高脚杯并排放置 2 将乒乓球放在第一个杯子中。从不同角度吹气,看看乒乓球有什么状况:对着球的侧面吹气;对着球的上方吹气 讲解:
1、向球的侧面吹气,乒乓球不容易跳到第二个杯子里去(或跳出来)
2、向球的上方吹气,上方压力变小,乒乓球会浮起来,继续吹,就跳入第二个杯子去了
创造:换个新方法也能让乒乓球跳到下一个杯子里
七、会吹泡泡的瓶子
思考:你知道瓶子是怎样吹泡泡的吗?
材料:饮料瓶1个、冷热水各1杯、彩色水一杯、大盘子1个、橡皮泥1块、吸管若干 操作:将吸管逐一连接,形成长管(连接口用胶带封好)。
36将吸管放入瓶中,并用橡皮泥密封住瓶口,然后把瓶子放置在盘子中。3 弯曲吸管,使吸管另一端进入有色水的玻璃杯中。4 向瓶子壁上浇热水,杯子中的吸管会排放大量气泡。5 向瓶子壁上浇冷水。玻璃杯中的水会经过吸管流入瓶中。讲解:因为塑料瓶很薄,于是热可以穿过瓶壁,进入瓶子中的空气里。2 瓶子中的空气受热后会膨胀。水中的气泡就是空气膨胀时,被挤出瓶子的空气。4 瓶子中的空气遇冷时收缩。瓶子中的空气收缩时,水便占据了剩余的空间。创造:瓶子盖太紧时,你知道如何用最好的方法打开它吗?
八、自己会走路的杯子
思考:杯子没有腿,它是怎样从上面走下来的 材料:杯子一个、蜡烛、火柴、玻璃、两本书、水 操作:
1、用一块玻璃板,放在水里浸一下
2、玻璃一头放在桌子上,另一头用几本书垫起来(高度约5厘米)
3、拿一个玻璃杯,杯口沾些水,倒扣在玻璃板上。
4、用点燃的蜡烛去烧杯子的底部,玻璃杯会自己缓缓地向下走去。讲解:
当烛火烧杯底时,杯内的空气渐渐变热膨胀,要往外挤,但是,杯口是倒扣着的,又有一层水将杯口封闭,热空气
跑不出来,只能把杯子顶起一点儿,在自身重量的作用下,就自己下滑了。
九、纸杯旋转灯
思考:蜡烛纸杯灯为什么会转动?
材料:纸杯2个、牙签1支、蜡烛1支、胶带1卷、绳子1根、剪刀1把 操作:
1、取一纸杯,在杯身对称处各剪开一个方形大口,在杯底固定上蜡烛,作为灯的底座。
2、另一个纸杯则在杯身约等距离位置剪出三四个长方形的扇叶,在杯底中央处穿上绳子,并用牙签棒固定,作为灯的上座。
3、将两个纸杯上下对口用胶带贴好固定。
4、点上蜡烛,拉起绳子,看看有什么现象产生。讲解:
1、蜡烛燃烧的时候,火焰尖端多呈朝上的方向。
2、空气受热会上升,然后沿着上方纸杯的扇叶口流动,因而造成旋转的现象。创造:
你能让蜡烛纸杯灯向相反的方向转动吗? 注意:
注意蜡烛燃烧时的安全!
十、飞行的塑料袋
思考:在没有风吹的情况下,塑料袋为什么会在天上飞行? 材料:塑料袋(轻便的)、吹风机1个 操作:
1.打开塑料袋,倒置。将吹风机伸入塑料袋,并打开热气开关。2.几秒钟后,关闭吹风机并拿开。
3.松开手,塑料袋会飘起来。讲解:
1.热气轻,向上升,使塑料袋也向上升。
2.热能使物体飞起来,因为热气是上升的。当空气受热并且上升时,热气便通过“对流”向上运动。从取暖器散发的热温暖整个房间,也是借助于“对流”。创造:
你能试着制作一个简易的热气球吗?
十一、空气的质量
思考:你们知道吗,空气也是有质量的。怎样证明空气也有质量呢? 材料:1架天平、2只一样重的气球、打气筒 操作:
1.把两只气球分别放在天平的两端,天平保持平衡。2.拿起另一只气球,给气球打气并将气球口系紧。
3.将打起气的气球放到天平的一端,没打气的气球放到天平的另一端,观察天平的变化 讲解:
1.两只气球在打气前,质量相等,因此天平保持平衡。
2.打气后的气球增加了气球内空气的质量,因此,天平偏向打气后的气球一端。
3.如果是带有指针刻度的天平,就能测出空气的质量数 创造:你能用其它方法称一下空气的质量吗?
十二、云的形成39
思考:你知道天空中的云是怎么形成的吗?
材料:冷水1杯、剪刀或锥子1把、火柴1盒、吸管1支、橡皮泥1块、玻璃瓶(带可旋转盖)操作:在瓶子盖上戳个洞,在洞中插入吸管,并用橡皮泥将吸管周围密封。2 在瓶子中倒入一些冷水,摇晃均匀,然后把水倒出来。3 *近瓶口,点燃一根火柴。吹灭火柴,把冒烟的火柴扔进瓶子中,让烟进入瓶子。5 迅速拧紧瓶盖,通过吸管向瓶子中用力吹气。6 停止吹气,用手堵住吸管,使空气留在瓶中。7 松开吸管,当空气冲出瓶子时,瓶子中就产生了云。讲解:
1、往瓶子中吹气,增加压力。
2、松开吸管后气压下降,空气变冷了。
3、瓶子中的水蒸气附着在烟中的尘粒上,凝结成极小的水滴,许多的小水滴就形成了云。
创造:你能用其它方法制作云吗? 注意:小心火柴不要烧手
十三、光与彩虹
思考:你用什么办法能制作出与空中彩虹颜色一样的彩虹? 材料:清水1盆、平面镜1个 操作:
把镜子斜插入水盆中,镜面对这阳光,在水盆对面的墙上就能看到美丽的彩虹。
讲解:
将镜子插入水中时,在对面的墙上就能看到美丽的彩虹。它是光的折射作用。创造:
小朋友,想一想,还有什么办法,可以制造出美丽的彩虹?
十四、纽扣的出现与消失
思考:小朋友,当筷子插一半在水中时,看到的是筷子“折断”的样子,这是什么原因呢?
材料:纽扣1枚、水少许、浅底盘1个、玻璃杯1个 流程:
1、将纽扣放在盘中。
2、杯子杯口朝上,压在纽扣上。
3、往杯内倒入清水。
4、注入水后的杯子看不清纽扣。
5、加些水到盘子中,可以看得见纽扣。说明:
1、当杯子渐渐注入水时,由于光线折射,纽扣的影像会消失。
2、把水再加入盘子中,改变光的折射角度,纽扣影像会重新出现。延伸:
光由空气进入水中,或由空气进入玻璃中,就会产生一些折射的现象,那么,就请你想一想,生活中还有哪些光的折射事例呢
十五、认识浮力
思考:当我们躺在水面上像帆船一样漂浮着,我们都知道是水的浮力在支撑我们。但你可知道怎样测量浮力吗?
材料:1个弹簧秤、1把锁、1个装水的玻璃杯 操作:
1.先把锁挂在弹簧秤下,记录弹簧秤的刻度。
2.然后将弹簧秤挂的锁放入水中,记录此时弹簧秤的刻度。3.比较两次记录下的刻度,思考为什么会不同。讲解:
1.锁浸在水中,会受到水对它的向上的支持力,即浮力。2.两次记录的差值就是水对小铜锁的浮力。创造:
用弹簧秤再称别的物体(比如小木块,橡皮头等),观察不同的物体的浮力大小。
十六、冰块融化后会怎样
思考:在一个杯子中放一个冰块,然后倒满水。当冰融化后,杯内的水会溢出来吗?
材料: 1块冰块、2个杯子、水 操作:
1.在托盘上放置一个空杯子,在空杯子中放入一块冰。2.往杯中倒满水,使冰块的一大部分会高出水面。3.等待冰块融化。观察融化后,水会不会溢出 杯子。讲解:
水结冰时体积会增大百分之九,因此质量变轻,自然会浮在水面上。当冰块融化时,它失去的是增加的那百分之九的体积,因此,水不会溢出。其实冰块在水面以下的那部分,就是整个冰块的水的体积。
十七、自动旋转的奥秘
思考:装满水的纸盒为什么会转动?
材料:空的牛奶纸盒、钉子、60厘米长的绳子、水槽、水 操作:
1、用钉子在空牛奶盒上扎五个孔
2、一个孔在纸盒顶部的中间,另外四个孔在纸盒四个侧面的左下角
3、将一根大约60厘米长的绳子系在顶部的孔上
4、将纸盒放在盘子上,打开纸盒口,快速地将纸盒灌满水
5、用手提起纸盒顶部的绳子,纸盒顺时针旋转
讲解:水流产生大小相等而方向相反的力,纸盒的四个角均受到这个推力。由于这个力作用在每个侧面的左下角,所以纸盒按顺时针方向旋转 创造:
1、如果在每个侧面的中心扎孔,纸盒会怎样旋转
2、如果孔位于每个侧面的右下角的话,纸盒将向哪个方向旋转
十八、小船与船浆
思考:看过划船吗?亲自动手划过船?知道船在水上为什么会向前移动吗? 材料:剪刀1把、纸板1块、橡皮筋1条、脸盆及水1盆 流程:
1.剪下长约12厘米×8厘米的硬纸板
2.一端剪成尖形为船头,另一端中央剪下约5厘米的缺口为船尾 3.剪一块约3厘米×5厘米的纸板坐船浆 4.用橡皮筋套在船尾处,并将船浆绑好 5.将纸板桨逆时针转紧橡皮筋,小船向前移动 6.若把纸板桨顺时针转紧橡皮筋,小船向后移动
说明:
1、橡皮筋扭转的方向不同,船行驶的方向也正好相反。
2、纸船运动的力量,是来自橡皮筋扭转的能量。延伸:
仔细观察划船的动作,它造成的水流方向和船行方向有什么关系呢?
十九、水的压力
思考:你们知道水压的大小是由什么决定吗?
材料:1个装牛奶的矩形竖直纸盒、1卷胶带、1个钉子、水若干、平盘 操作:
1.放好牛奶盒,用钉子在任意一个侧面戳三个孔。三个孔的位置分别是底部、居中和上部。
2.用胶带把三个孔封住。3.将纸盒中加满水。
4.将平盘放在有孔的侧面的下方,将胶布撕开。观察三个孔的喷水有什么不同。讲解:
1.实验发现,从底部流出的水喷射得最远,其次是中部的水,喷得最近的是从顶部喷出的水。
2.水的压力由深度决定,水越深,压力就越大;水越潜,压力就越小。创造:
如果你会游泳,你可以在水中感受水的压力。使头位于水深不同的位置,你会感受到耳朵受到的压力是不同的。
二十、帕斯卡桶裂
思考:塑料瓶侧壁划上几条刀痕后再装满水,水为什么水不会从刀痕处流出来?
材料:塑料瓶一个、刀子一把、橡皮筋一根、漏斗一个、吸管、橡皮泥 操作:
1、拿一塑料瓶,在其侧壁用刀子平行于侧壁划几条刀痕(要将侧壁划透),再用橡皮筋将这个塑料瓶在刀痕处拦腰箍紧.在塑料瓶盖上穿入一段吸管,用橡皮泥密封.
2、取一漏斗与吸管相接
3、手持漏斗与瓶口相对齐,然后往漏斗内注水,使塑料瓶和漏斗装满水为止,此时塑料瓶的刀痕处不出水.将漏斗举高,就可见刀痕处有水流出来. 讲解:一个容器里的液体,对容器底部(或侧壁)产生的压力,可以远大于液体自身的重量
注意:使用刀子危险请家长帮助
二十一、笔帽潜水员
思考:潜水艇为什么能潜入水下,又能回到水面呢?我们来做一个“潜水员”的玩具吧!
材料:塑料笔帽1个、橡皮泥1块、水1杯、矿泉水瓶1个 操作:将橡皮泥粘到笔帽底部。(笔帽一定不要有洞)2 在水瓶中完全灌满水,把笔帽放进瓶子,拧紧瓶盖。3 用力挤压瓶子,观察笔帽沉下瓶底。4 松开手,笔帽又回到瓶子顶部。讲解:笔帽里的空气使它漂浮。
45水压进笔帽,笔帽很重并下沉。3 水流出笔帽,笔帽变轻并上升。创造:你能制作一个不同的潜水玩具吗?
二十二、冲不走的乒乓球
思考:为什么水不能把乒乓球冲走? 材料:乒乓球一个、脸盆一个 操作:
1、拿一个大洗脸盆,放在自来水龙头底下,打开水龙头,先放进半盆水
2、然后取一个乒乓球放在水流落点处,只见乒乓球被牢牢“禁闭”在水流里,好像被吸住了,无论你把水开得多大,都不会把它“赶出来”。
讲解:贴近乒乓球的水流速度大,压强小;外层的水流速小,压强大,而且四周的压力基本相等,所以它只能在水里不断翻滚,却永远无法逃脱,除非关闭水龙头。
创造:将乒乓球换成其它材料制成的球,会有什么现象出现
二十三、水中悬蛋
思考:想一想能用什么办法使鸡蛋在水中不漂起又不沉下,而是悬浮在水中? 材料:玻璃杯两个、水、食盐、蓝墨水、筷子、鸡蛋 操作:
1.在玻璃杯里放三分之一的水、加上食盐,直至不能溶化为止。2.再用一只杯子盛满清水,滴入一两滴蓝墨水,把水染蓝。
3.取一根筷子,沿着筷子,小心地把杯中的蓝色水慢慢倒入玻璃杯中。4.玻璃杯里下部为无色的浓盐水,上部是蓝色的淡水。
5.动作轻而慢地把一只鸡蛋放入水里,它沉入蓝水,却浮在无色的盐水上,悬停在两层水的分界处。讲解:
生鸡蛋的相对密度(比重)比水大,所以会下沉。盐水的相对密度比鸡蛋大,鸡蛋就会上升。创造:
你能换其它溶液来做这个实验吗?
二十四、火山爆发
思考:你知道吗?一种水会飘在另一种水的上边,自己动手制作一个水下的“火山”喷发,来观察这个现象吧
材料:玻璃缸或盆1个,冷热水若干、墨水少量、带盖的小瓶1个 操作:在玻璃缸中倒入3/4的冷水。把小瓶中装满热水,加入几滴墨水,拧紧瓶盖,并摇晃均匀。3 把小瓶放在缸底并拧开盖子。观察墨水喷向水面:热的染色水在冷水的上面形成了一层。5 冷却后观察,染色水就会与冷水混合。讲解:
1、瓶子里的热水比较轻
2、热水的密度小于冷水
二十五、水球的泳姿
思考:水球在冷水里和热水里的沉浮一样吗?
材料:透明玻璃杯2个、小气球1个、冷水、热水各半杯
操作:
1、将小气球灌上水,在气球口上用细绳系紧
2、把水球放在冷水杯子里,水球浮在冷水里
3、把水球放在热水杯子里,水球沉在水底
讲解:冷水和热水的密度不同,冷水的相对密度比热水的密度大,所以水球在热水中会下沉,在冷水里会浮起来
创造:冷水和热水的密度有大小之别,你能用其他试验来证明它吗?
二十六、烧不坏的手绢
思考:燃烧后的手绢为什么没被烧坏 材料:手绢、玻璃杯、铁丝、酒精、火柴、水 操作:
1、将两份酒精和一份水兑在一起,将手绢放到兑了水的酒精里浸湿
2、将手绢从杯子里取出,稍微拧一下水,然后将手绢挂在铁丝上
3、用火柴将手绢点燃,燃烧后的手绢完好无损 讲解:
1、玻璃杯里盛着两份酒精和一份水,酒精的燃点很低,手绢很快地燃烧了
2、酒精很容易从手绢中挥发出来烧掉,一部分水仍然留在手绢上,保护着手绢。
3、在酒精燃烧的过程中,有一部分水变成蒸气挥发了,这些挥发的水汽带走了花布上的一部分热量,从而降低了手绢的温度,手绢不会被烧着。
二十七、烧不断的棉线 思考:为什么棉线烧不断?
材料:棉线一根、清水一杯、食盐、筷子、火柴
操作:
1、在一杯清水中不断加入食盐,并用筷子不停地搅拌,直到食盐不再溶解为止。
2、将一根棉线放入配制好的浓盐水里浸泡一下,拿出来放在桌上晾干。
3、将晾干后的棉线用手提起,点燃一根火柴去烧棉线。
4、棉线从下端一直燃烧到上端,但烧过后的线灰仍象一根线一样没有被烧断。讲解:盐是不能燃烧的,浸过浓盐水的棉线在燃烧时,里面的棉线已被烧尽了,可是包在棉线外面的一层盐壳却保留了下来。所以,我们看到的是烧不断的棉线。
二十八、糖的燃烧
思考:小朋友,糖可以燃烧吗?什么条件下糖才可以燃烧? 材料:糖1—2块、火柴1盒、烟灰少许、盘子1个 操作:将方糖放在盘子上,用火柴点燃,观察糖是否燃烧 2 在糖上放烟灰少许用火柴点燃,观察糖是否燃烧 讲解:糖直接遇到火,是不容易燃烧的。糖上放少许烟灰,利用烟灰燃烧温度较高,达到燃点,糖就可以燃烧起来。创造:知道用什么方法使燃烧的火苗熄灭?试着制造个灭火器。
二
十九、水制放大镜
思考:水也能当放大镜,你知道吗? 材料:水、保鲜膜、大碗1个、彩色珠子 操作: